Коммутатор

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) и ) 851 03 К 17/5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРС СВИДЕТЕЛ ЬСТ(54) КОМ МУТАТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР, Гч. 42довательский институт теники "Электрон"и Б, В, Введенскийрическая принципиальнаяионного управления ЮКвизоров "Горизонт",, 1987, М 7. с, 76,(57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к элементам электрических схем, и может быть использовано для управления режимами работы телевизионных приемников, Коммутатор содержит 3 транзистора (1, 23, 24), 2 диода (3, 5), 7 резисторов 2. 13, 15, 16, 18, 25, 26 (9 кнопок) (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 20, 22). 1 ил, 1 табл.10 15 20 30 35 45 50 55 Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике, в частности к элементам электрических схем, и может быть использованоо для управления режимами работы телевизионных приемников.Известно коммутационное устройство, которое содержит 9 кнопок с нормально разомкнутыми контактами, 18 диодов и 8 резисторов, Данное устройство обеспечивает преобразование кода нажатой кнопки в двоичный код, но является сложным,Известно устройство-прототип, которое содержит транзистор в цепи формирования сигнала нажатия кнопки), 10 кнопок с нормально-разомкнутыми контактами, 11 диодов и 5 резисторов(в цепи преобразования кода нажатой кнопки в двоичный код), а также элементы цифровых схем,Недостатком устройства-прототипа является его сложность.Целью изобретения является упрощение устройства за счет уменьшения числа диодов.Поставленная цель достигается тем, что в коммутационное устройство, содержащее первый транзистор, база которого соединена с одним из выводов первого резистора, с анодом первого диода через контакты первой кнопки,. с анодом второго диода через контакты второй кнопки, с катодами первого и второго диодов через контакты третьей кнопки; четвертую, пятую, шестую и седьмую кнопки, соединенные одним из контактов между собой. причем, свободный контакт четвертой кнопки подключен к первому выходу устройства и к одному из выводов второго резистора, свободный контакт пятой кнопки связан со вторым выходом устройства и одним из выводов третьего резистора; четвертый резистор, один из выводов которого подключен к третьему выходу устройства; пятый резистор, один вывод которого подключен к четвертому выходу устройства и к одному из контактов восьмой кнопки, а другой вывод - связан со свободными выводами второго, третьего и четверто,го резисторов; девятую кнопку, шину положительного питания и корпусную шину питания; введены второй и третий транзисторы, шестой и седьмой резисторы, причем анод первого диода дополнительно подключен к первому выходу устройства, анод второго диода дополнительно подключен ко второму выходу устройства; точка соединения катодов диодов с контактом третьей кнопки подключена к свободному контакту шестой кнопки и через контакты девятой кнопки - с одним иэ выводов шестого резистора и базой второго транзистора, коллектор которогО связан с третьим выходом устройства, с коллектором первого транэистора и свободным контактом седьмой кнопки: база третьего транзистора подключена к точке соединения контактов четвертой, пятой, шестой и седьмой кнопок, к эмиттеру первого транзистора и к одному из выводов седьмого резистора, коллектор третьего трайзистора подключен к четвертому выходу устройства, эмиттер третьего транзистора соединен со свободными выводами первого, шестого и седьмого резисторов, свободным контактом восьмой кнопки,. с эмиттером первого транзистора и корпусной шиной питания; тачка соединения второго, третьего, четвертого и пятогорезисторов подключена к шине положительного питания. Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с устройством-прототипом показал, что в предлагаемом устройстве вместо 11 диодов, которые есть в прото гипе, используются два транзистора и два резистора, Общее число элементов сокращенона семь позиций. Таким образом, поставленная цель достигается. На чертеже представлена схема электрическая принципиальная коммутатора,Коммутатор содержит первый транзистор 1, база которого соединена с одним из выводов первого резистора 2, с анодом первого диода 3 через контакты первой кнопки4, с анодом второго диода 5 через контактывторой кнопки 6, с катодами диодов 3 и 5через контакты третьей кнопки 7.Устройство содержит также четвертую8, пятую 9, шестую 10 и седьмую 11 кнопки,соединенные одним из контактов между собой, причем, свободный контакт кнопки 8подключен к первому выходу 12 устроистваи к одному из выводов второго резистора 13.Свободный контакт кнопки 9 связан со вторым выходом 14 устройства и одним из выводов третьего резистора 15.Устройство содержит также четвертыйрезистор 16, один из выводов которого подключен к третьему выходу 17 устройства; атакже пятый резистор 18, один вывод которого подключен к четвертому выходу 19 устройства и к одному из контактов восьмойкнопки 20. Свободные выводы резисгоров13, 15, 16, 18 подсоединены к положителной шине 21 питания,Устройство содержит также дегятуюкнопку 22, второй 23 и третий 24 транзисторы, шестой 25 и седьмой 26 резисторы, корпусную шину питания 27.Аноддиода 3 дополнительно подключенк выходу 12. Анод диода 5 дополнительноподключен к выходу 14, Точка соединениякатодов диодов 3 и 5 с контактом кнопки 740 45 50 55 подключена дополнительно к свободному контакту кнопки 7 и через контакты кнопки 22 - с одним из выводов резистора 25 и базой транзистора 23. Коллектор транзистора 23 связан с выходом 17, с коллектором транзистора 1 и свободным контактом кнопки 11.База третьего транзистора 24 подключена к точке соединения контактов кнопок 8, 9, 10, и 11, к эмиттеру транзистора 1 и к одному из выводов резистора 26. Коллектор транзистора 24 пбключен к выходу 19 устройства.Эмиттеры транзисторов 23 и 24 соединены со свободными выводами резисторов 2, 25 и 26, со свободным контактом кнопки 20 и с шиной 27,Работает коммутационное устройство следующим образом.При наличии питающего напряжения между шинами 21 и 27 и отсутствии нажаия какой-либо из кнопок на всех выходах устройства установлены "высокие" уровни напряжений, близкие по своему значению к напряжению на шине 21.Нажатие любой из кнопок приводит к понижению уровня напряжения на какое- либо из выходов устройства или на нескольких выходах одновременно, Назовем такой уровень напряжения "низким".Состояние выходов устройства в зависимости от нажатой кнопки поясняется следующей таблицей, где В - высокий уровень напряжения; Н - низкий уровень напряжения. При использовании предлагаемого устройства для совместной работы с элементами цифровых схем низкие уровни напряжений должны соответствовать их уровням логического О, высокие уровни напряжений - их уровням логической 1.При нажатии кнопки 4 образуется делитель напряжения из резисторов 13 и 2, величины которых выбирают таким образом, чтобы на базе транзистора 24 было открывающее его напряжение и транзистор 24 находился в насыщении, Напряжение на базе транзистора 1 зависит и от самих транзисторов 1 и 24. Так, например, при использовании германиевых транзисторов напряжение на базе транзистора 1 не превысит 0,3 В, а при использовании кремниевых транзисторов - 1,5 В. Это же напряжение будет и на выходе 12,При нажатии кнопки 6 образуется делитель из резисторов 15 и 2, требование к которому такое же. как и к ранее рассмотренному из резисторов 13 и 2. На выходе 14 устанавливается низкий уровень, величина 5 10 15 20 25 30 35 которого такая же, как и на выходе 12 при нажатии кнопки 4,При нажатии кнопки 7 на выходах 12 и 14 устанавливаются низкие уровни, которые по величине больше уровней рассмотренных.ранее на величину падения напряжения на диодах 5 и 3. При использовании германиевых транзисторов 1, 24 и германиевых диодов 3 и 5 на выходах 12 и 14 устанавливаются низкие уровни величиной не более 0,4 В, что соответствует уровню логического О элементов цифровых схем, например ТТЛ- структуры,При использовании кремниевых диодов 3 и 5 транзисторов 1 и 24 величины низких уровней на выходах 12 и 14 не превысят 2,5 В, что соответствует уровню логического О элементов цифровых схем, например КМОП или МДП - структуры при напряжении питания этихсхем не ниже 7,5 В,.Упоминание об элементах цифровых схем приведено в качестве примера.При нажатии кнопок 4, б и 7 на выходе 17 устанавливается низкий уровень, величина которого не превышает суммы падений напряжений на переходах коллектор-эмиттер транзистора 1 и база-эмиттер транзистора 24. Величина этик падений зависит от тока протекающего через эти переходы, который задается резистором 16, При использовании германие вых транзисторов величина низкого уровня на выходе 17 не превысит 0,3 В; а при использовании кремниевых транзисторов - 0,9 В при токе коллектора транзистора 1 в пределах(0,5-2) м, На выходе 19 величина низкого уровня зависит от тока, протекающего через транзистор 24, который задается резистором 18 и обычно не превышает 0,3 В при токе коллектора транзистора 24 в пределах (05-2) мА,При нажатии кнопок 8, 9 или 10 образуются делители их резисторов 13 и 26 и/или 15 и 26.Требования к величине резистора 26 такое же, как и к резистору 2. Велчина низкого уровня напряжения на выходах 12 и 14 при нажатии кнопок 8 и 9 при использовании германиевогс транзистора 24 не превышает 0,2 В, а при использовании кремниевого транзистора 24 - 0,7 В,При нажатии кнопки 10 низкие уровни на выходах 12 и 14 выше указанных значений на величину падения напряжения на диодах 3 и 5,При нажатии кнопки 16 образуется делитель напряжения иэ резисторов 16 и 26. На выходе 17 устанавливается низкий уровень напряжения, аналогичный уже рассмотренным по выходам 12 и 14.Нажатие кнопок 8, 9, 10, 11 приводит к появлению низкого уровня на выходе 19, величина которого не превышает падение напряжения нэ транзисторе 24, При токе коллектора транзистора 24 в пределах (0,5- 2) мА величина этого напряжения не превышает 0,2 ВПри нажатии кнопки 20 выход 19 подключается к корпусной шине питания, обеспечивая уровень нуля.При нажатии кнопки 22 образуются делители напряжения из резисторов 13, 15, 25 и диодов 3 и 5, Требование к величине резистора 25 такое же, как и к резисторам 2 и 26,На выходе 12 и 14 устанавливают низкие уровни по величине такие же, что и при нажатии кнопки 10,Транзистор 23 открывается, обеспечивая на выходе 17 низкий уровень напряжения, величина которого не превышает падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 23.Предлагаемое коммутационное устройство может быть использовано для управления режимами работы различных электронных схем цифровых или аналоговых, например, в телевизионных. приемниках. устройствах дистан ционного управления и т.дв которых требуется преобразование кода нажатой кнопки в двоичный код от С до 8 включительно), имеющих разные уровни питающего напряжения,Формул а и з обретен ия Коммутатор, содержащий первый транзистор, база которого соединена с одним иэ выводов первого резистора, с анодом первого диода через контакты первой кнопки, с анодом второго диода через контакты второй кнопки, с катодами первого и второго диодов через контакты третьей кнопки, четвертую, пятую, шестую и седьмую кнопки, соединенные одним из контактов между собой, причем свободный контакт четвертой35 тому выходу устройства, змиттер третьего транзистора соединен со свободными выво 40 5 10 15 20 25 30 кнопки подключен к первому выходуустройства и к одному из выводов второго резистора, свободный контакт пятой кнопки связан с вторым выходом устройства и одним из выводов третьего резистора, четвертый резистор, один из выводов которого подключен к третьему выходу устройства, пятый резистор, один вывод которого подключен к четвертому выходу устройства и к одному из контактов восьмой кнопки, а второй вывод связан со свободными выводами второго, третьего и четвертого резисторов. девятую кнопку, шину положительного питания, корпусную шину питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения устройства, введены второй и третий транзисторы, шестой и седьмой резисторы, причем анод первого диода подключен к первому выходу устройства, анод второго диода подключен к второму выходу устройства, точка соединения катодов диодов с контактом третьей кнопки подключена к свободному контакту шестой кнопки и через контакты девятой кнопки - с одним из выводов шестого резистора и базой второго транзистора, коллектор которого связан с третьим выходом устройства, с коллектором первого транзистора и свободным контактом седьмой кнопки, база третьего транзистора подключена к точке соединения контактов четвертой, пятой, шестой и седьмой кнопок, к эмиттеру первого транзистора и к одному из выводов седьмого резистора, коллектор третьего транзистора подключен к чегвердами первого, шестого и седьмого резисторов, свободным контактом восьмой кнопки, с эмиттером первого транзистора и с корпусной шиной питания, точка соединения второго, третьего, четвертого и пятого резисторов подключена к шине положительного питания,